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FUN•A•A EN 11!!1&• UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO CAMPUS CHAPULTEPEC ESCUELA DE QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO INCORPORADA A LA UNAM "EFECTO DE LA BENFOTIAMINA EN MODELOS DE DOLOR INFLAMATORIO Y NEUROPÁTICO" T E S 1 S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: QUÍMICA FARMACÉUTICA BIÓLOGA PRESENTA: GABRIELA MARÍA SÁNCHEZ RAMÍREZ DIR. DE TESIS: Q.F.B. ESPERANZA HERNÁNDEZ KOELIG DR. VINICIO GRANADOS SOTO MÉXICO, D.F. 2005 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Químico Farmacéutico Biólogo Universidad del Valle de México JURADO ASIGNADO PRESIDENTE: M. ISIDRO HINOJOSA LÓPEZ VOCAL: Q.F.B. ESPERANZA HERNÁNDEZ KOELIG SECRETARIO: Q.F .B. BENJAMIN FERNÁNDEZ FERNÁNDEZ 1er. SUPLENTE: M. JUAN ANTONIO GIMÉNEZ SCHERER 2°. SUPLENTE: Q.F.B. SANTIAGO AMADO SALAZAR LÓPEZ La parte experimental de esta tesis se realizó en el laboratorio 12 del Departamento de Farmacobiología del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav-Coapa) bajo la dirección del Dr. Vinicio Granados Soto. Q.F.B. Esperanza Hernández Koelig Director de Tesis Interno ¡; L Dr. Vinicio Granados Soto Director de Tesis Externo Gabriela María Sánchez Ramírez Sustentante El dolor es como las nubes; cuando estamos dentro de él sólo vemos gris tedioso y trágico; pero en cuanto se aleja y lo dora el sol del recuerdo, ya es gloria, transfiguración y majestad . Amado Nervo AGRADECIMIENTOS Hoy te doy gracias señor por el don de la vida, por la salud y una familia . Por un amanecer, porque todos los días puedo volver a empezar y continuar mi camino, ni el tiempo ni la distAncia podrá hacerme olvidar todo el amor recibido. A mis abuelos Por enseñarme la disciplina que ha fundamentado la estructura de mi vida . A mis padres Por darme la fuente de la vida, por ser mis dos grandes pilares, por estar atrás de mi dándome la fuerza que necesito para seguir mi camino, por su apoyo, compresión y amor, en todos mis proyectos y exigir mi fortaleza cuando ha sido necesario, por compartir sus vidas conmigo forjando mi educación con valores y conocimientos. Nunca podré pagar tanta riqueza recibida a lo largo de mi vida y siempre estaré profundamente agradecida. Querido papá Me alegro que hayas elegido a mamá, gracias por tu fortaleza , tu confianza, por todo el amor que me has dado en la vida , por cuidarme, protegerme, por estar ahí y motivarme continuamente a seguir adelante, te lo agradezco de todo corazón. Eres un gran padre y te quiero mucho. Querida mamá Me alegro que hayas elegido a papá, a través de ti he recibido todo el amor, ternura, sensibilidad, que una madre puede darle a sus hijos ese amor que ha quedado firme en mi corazón, gracias por tus cuidados, desvelos, protección , dedicación, cariño, apoyo, confianza, por la fuerza recibida, que me alienta a ser mejor cada día. Por estar siempre que te necesito, por hacer que mi vida sea más fácil con tus sabios consejos y comprensión, gracias ma por ser una persona maravillosa, te quiero mucho. A mis hermanos lvette , Claudia, Enrique y Elizabeth , por crecer a su lado, por ser un ejemplo de dedicación y perseverancia , por consentirme , cuidarme y protegerme, por jugar, reír y llorar, por que cada uno de ustedes a influido en mi vida , gracias por su amor y estar siempre presentes en cada faceta de mi vida . A ti mi querido hermano Eduardo Porque aunque ya no estas presente siempre tendrás un lugar en mi corazón por que no se me olvida que fuiste tu el que me enseño mis primeras letras y las dinámicas de estudio que hacías para que yo aprendiera a leer, gracias por haber estado al pendiente de mi y por enseñarme la nobleza de la vida . A mis queridos sobrinos Diana , Luis Enrique, Anaid y Sofía , por esos maravillosos momentos que me han hecho pasar que llenan mi vida de emociones y satisfacción , por su ternura , inocencia y paz, por cada una de sus travesurillas , por dejarme ver que la vida es mucho más simple cuando se ve desde 1 m de altura, por tener siempre el entusiasmo de ver hacia delante, gracias por sus sonrisas. Jazmín Palma Martínez Gracias peke por compartir conmigo tu amistad , cariño, confianza , por defenderme y protegerme de la gente terrestre , por esas tantas cosas que vivimos y compartimos , por ser la única ce presente en mi vida . Dr. Vinicio Granados Soto Mi especial agradecimiento por permitirme realizar este trabajo en su laboratorio por sus aportaciones , sugerencias y observaciones que fueron especialmente útiles, que me inspiraron y desafiaron a reflexionar aun más profundamente sobre la dimensión de alcanzar nuevos objetivos, por su tiempo, paciencia y sobre todo mucha tolerancia . Gracias. QFB Esperanza Fernández Koelig Gracias por su apoyo, comentarios y amistad en la realización de este trabajo. Guadalupe Vidal Cantú Por estar en un inicio al pendiente de este trabajo por tu tiempo, comentarios y sugerencias . Nadia Caram Salas Por ofrecerme tú amistad, tu confianza, por tus sabios consejos que han enriquecido mi vis ión de ver la vida, y por estar presente cuando lo he necesitado, pero sobre todo por compartir esas kikosas que me han hecho sonreír. Mónica Ambriz Tututi Por ser tan tierna , darme tu confianza y amistad , por impulsarme a seguir adelante. Gracias. Tere, lvone, Deysi , Jair, Fernando, Héctor, Luis Joaquín, Carlos, Adrián, Modesto, Mis compañeros de trabajo cotidiano en el Cinvestav, con quienes tuve la oportunidad de compartir mi vida gracias por su amistad y consejos. Al Departamento de Farmacobiología del Cinvestav (Sede-Coapa) por las experiencias recibidas , por haber prestado sus instalaciones en la realización de este trabajo y a cada una de las personas que laboran en las diversas áreas. Gracias. A la Universidad del Valle de México (Campus Chapultepec) por que en tus aulas conocí a mis profesores, personas que me heredaron sus conocimientos que contribuyeron a mi formación profesional y personal. Agradezco a cada una de las personas que laboran en servicios escolares especialmente a Lic. Alejandro , Raúl , Alicia y Araceli. A mis sinodales por haber tenido la atención y amabilidad de revisar este trabajo A mis amigos y todas las personas que han estado presentes en mi vida , les digo que cada encuentro con ustedes me nutre , me ayuda, me enseña , cada uno de ustedes ha sido como un libro, una lección de vida que me conduce a ser la persona que soy. FIGURAS Y TABLAS ..... ... .. .. ... . JUSTIFICACIÓN RESUMEN .. . ABSTRACT ...................... . 1. ANTECEDENTES 2. MARCO TEÓRICO 2.1. DOLOR. . 2.1.1 . Generalidades. ÍNDICE 2.2. CLASIFICACIÓN DEL DOLOR. ........ .... ....... ............ . 2.3. NOCICEPCIÓN ...... ....... .... .... ...... ...... ........ ... ... ... .. ... ...... .. . Nociceptores ... ... ... ...... . INDICE IV 2 3 4 6 6 6 7 10 11 2.3.1. 2.3.2. Clasificación de los nociceptores en función de su localización .. 12 15 16 19 2.4. FISIOLOGÍA DEL DOLOR. 2.4.1. Vías ascendentes 2.4.2. 2.4.3. Tálamo y corteza sensorial Vias de modulación del dolor .. .... .. .............. . 2.5. INFLAMACIÓN 2.6. SENSIBILIZACIÓN ... 2.6.1 2.6.2. Sensibilización periférica ..Sensibilización central 2.7. DOLOR NEUROPÁTICO .. 2.8. DIABETES .. 2.9. NEUROPATÍA DIABÉTICA ... 2.10. VITAMINAS ...... ... .. ...... ..... . 2.11. TIAMINA . ....... . ... 20 2.11.1 . Farmacocinética ......... ... ........ .... .. .. ... ...... .... ..... .. ... .... . .. .... .... . ... . 22 25 26 27 29 34 35 39 40 42 43 2.12. BENFOTIAMINA ... INDICE 3. OBJETIVOS .................... ............ .. . . 46 3.1. Objetivo general. . 46 3.2 . Objet ivos particulares .. 46 4. HIPOTESIS... . . . ..................... .... .. ... . 47 4.1 Hipótesis alternativa .. 47 4.2 . Hipótesis nula 47 5. MATERIAL Y MÉTODOS .............. ...... ..................... .... .... .. .... .... ... . 48 5.1. ANIMALES DE EXPERIMENTACIÓN .......... .... .... ... .. .. . 48 5.2. FÁRMACOS .... ..... ...... .. ............ ... .. ..... ...... ..... ... .. ... ... ... ..... .. . 48 5.3. MODELO DE FORMALINA .. ......... ........ .... ....... .... ... ............. . 49 5.3.1. Formalina en ratas normales .......... ......... .. ...... .... . 50 5.3.2 . Generalidades del formaldehído . .. . ...... .. . . . . . .. . ... ... . . .. . . .. . .. . . . . .. 50 5.4. INDUCCIÓN DE DIABETES ... ....... . 51 5.5. INDUCCIÓN QUIRÚRGICA DE NEUROPATÍA .......... . ... .... .... . 51 5.5.1 . Prueba de umbral táctil .. ...... .. .... ... .. .. .... ... .. .. . 52 5.6. DISEÑO EXPERIMENTAL.. 53 5.7. ANÁLISIS DE DATOS EN EL MODELO DE FORMALINA ........... .... . 55 5.8. ANÁLISIS DE DATOS EN NEUROPATÍA 55 5.9. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 56 6. RESULTADOS .. . 58 6.1 . ESTABLECIMIENTO DE MODELOS .. 58 6.1.1. Modelo de formalina en ratas normales. 58 6.1.2 . Modelo de formalina en ratas diabéticas (2 semanas) 59 6.1.3. Alodinia en ratas diabéticas (4 semanas) ... 60 6. 1.4 . Alodinia en ratas normales en el modelo de Chung .. 61 6.2 . EFECTO DE LA BENFOTIAMINA EN LOS DIFERENTES MODELOS DE DOLOR.. 62 6.2. 1. Modelo de formalina en ratas normales .. 62 6.2.2. Modelo de formalina en ratas diabéticas (2 semanas) .... 65 6.2.3. Alodinia en ratas diabéticas (4 semanas) ...... ..... ...... ... . 67 [[ 6.2.4. Alodinia en ratas normales en e l modelo de Chung .. .......... ... . . 7. DISCUSIÓN ........ .......... ..... ... ............. ............ .... ........ ......... .. .... .... . 7.1. 7.2 . 7.3 . 7.4 . MODELO DE FORMALINA ... MODELO DE FORMALINA EN RATAS DIABÉTICAS. ALODIN IA EN RATAS DIABÉTI CAS MODELO DE CHUNG .. 7. 5. EFECTO DE LA BENFOTIAMINA ... 8. CONCLUSIONES ...... ................ ....... .... .. ....... .. .. .... ........ . 9. GLOSARIO 10. REFERENCIAS .. ..... ....... .. ..... .... ... .... ........... .. ... .. .. ... ...... ... .......... ... .... .... . 11 . ANEXOS .... .. .... .... ... .... .. ........ ... ... ..... .. .... ... .. .. ...... ..... .. .... . ... .. .. lll INDICE 69 71 71 72 74 75 76 85 86 90 . . .. 105 FIGURAS Y TABLAS FIGURAS Figura 1 FIGURAS Y TABLAS Esquema de los procesos que participan en la percepción del dolor ............... ....... .. . Figura 2 Esquema de la inervación cutánea, muscular y visceral por fibras aferentes nociceptivas, su relevo en la médula espinal y origen del sistema ascendente 10 anterolateral.. 15 Figura 3 Clasificación de la sustancia gris de la médula espinal a nivel de la quinta vértebra lumbar ....................... .. ... .... . ....................... 17 Figura 4 Representación del sistema ascendente anterolateral. .......... . 19 Figura 5 Sistemas de modulación nociceptiva .......... ............. ... .... ..................... . 23 Figura 6 Representación esquemática de la modulación en las fibras aferentes primarias en inflamación . . . . . . . . . . ..... . ....... .. .... . ................ . 25 Figura 7 Proceso de degeneración Walleriana ..... ......... .............. ....... ................ .. .. ......... ..... . . 33 Figura 8 Ramificación colateral después del daño al nervio ............. .. ..... .. .......... .......... .. 34 Figura 9 Estructura de la tiamina y tiaminapirofosfato ... ..... .. ............ .. 41 Figura 10 Estructura de la benfotiamina ......... ... ..... ............ ..... .. ........ . . 43 Figura 11 Esquema que muestra la ligadura de los nervios espinales L5 y L6 ..................... .. . . 52 Figura 12 Diagrama de flujo del diseño experimental ............. .... . . 54 Figura 13 Gráfica que muestra el curso temporal del dolor en el modelo de formalina en ratas normales .. ..... ............. ............. .... 58 Figura 14 Curso temporal del dolor en el modelo de formalina en ratas diabéticas (2 semanas) .................. ............ ......... ... .. ...... 59 Figura 15 Curso temporal de la alodinia en ratas diabéticas (4 semanas). . 60 Figura 16 Curso temporal de la alodinia inducida por la ligadura de los nervios espinales L5 y L6 en la rata ......... ... .. .. ... 61 Figura 17 Efecto de la administración oral de benfotiamina 62 Figura 18 Curso temporal del efecto analgésico de la benfotiamina en ratas normales 63 Figura 19 Efecto analgésico observado después del pretratamiento (2.5 h). 64 Figura 20 Curso temporal del efecto analgésico de la benfotiamina .. 65 Figura 21 Efecto analgésico del pretratamiento (2.5 h) observado después de la administración oral de benfotiamina.. 66 IV FIGURAS Y TABLAS Figura 22 Curso temporal del efecto antilodínico de benfotiamina .. Figura 23 Efecto antialodínico observado después de la administración oral benfotiamina en ratas diabéticas .... de la Figura 24 Curso temporal del efecto antialodínico de la benfotiamina en la neuropatía 67 68 inducida por la ligadura de los nervios L5 y L6.. ... ................. .... 69 Figura 25 Efecto antialodínico observado después de la administración oral de benfotiamina TABLAS Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 en ratas ligadas de los nervios L5 y L6.. 70 Clasificación y características principales de las fibras nerviosas de nociceptores cutáneos.. . . . . ... . .. . .. . . . . . . ..... ...... . . .. . . . .. . . ...... ... . .. . . . .. . . . . . . . 12 Clasificación y características principales de los nociceptores cutáneos 14 Características de la benfotiamina 43 Características fisicoquímicas del formaldehído ............ . 50 V !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~ JUSTIFICACIÓN JUSTIFICACIÓN La benfotiamina, un análogo de la vitamina 8 1 (tiamina), ha demostrado eficacia terapéutica en el tratamiento de dolor en neuropatía diabética en humanos. Sin embargo, hasta la fecha no hay evidencia de su eficacia en modelos preclínicos de neuropatía. El propósito de este estudio fue determinar el posible efecto analgésico y antialodínico de la benfotiamina en modelos preclínicos de dolor inflamatorio y neuropático en la rata. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~RESUMEN RESUMEN Recientemente se ha reportado que la benfotiamina, un análogo de la vitamina 8 1 (tiamina), tiene efecto analgésico en el ser humano. Sin embargo, hasta la fecha no hay datos que soporten este uso en modelos establecidos de dolor en animales. Por lo tanto, el presente estudio se diseñó para analizar el efecto de la benfotiamina en modelos de dolor inflamatorio y neuropático en la rata. La inducción de la diabetes se realizó mediante la administración de estreptozotocina (STZ; 50 mg/kg) , por vía intraperitoneal a ratas Wistar hembra. Primeramente se establecieron los modelos de dolor inflamatorio (modelo de formalina en ratas normales y en ratas diabéticas de 2 semanas) y neuropático (neuropatía en ratas diabéticas de 4 semanas y el modelo de Chung). Posteriormente se realizó la determinación deltiempo idóneo de administración para alcanzar el mejor efecto analgésico de la benfotiamina. Se observó que el mejor tiempo de pre-tratamiento fue a las 2.5 h, por lo que decidimos utilizar este tiempo en los siguientes estudios. Se evaluó el posible efecto analgésico de la benfotiamina oral en el modelo de formalina en ratas normales con formalina al 1 % a dosis crecientes (10-300 mg/kg) y en ratas diabéticas (2 semanas) con formalina al 0.5% a dosis crecientes (10-300 mg/kg). En ambos grupos la reducción del número de sacudidas se consideró como efecto analgésico. Además, se evaluó el posible efecto antialodínico de la benfotiamina (75-300 mg/kg) en el modelo de la ligadura de los nervios espinales L5 y L6 en ratas normales (Modelo de Chung) y en ratas diabéticas de 4 semanas (modelo de neuropatía diabética). En ambos grupos la alodinia táctil se determinó midiendo el umbral de retiro de la pata izquierda en respuesta a estimulación con una serie de filamentos calibrados (filamentos de von Frey). La benfotiamina produjo un efecto analgésico significativo y dependiente de la dosis en la segunda fase del modelo de formalina en ratas normales y diabéticas de 2 semanas. Además, la benfotiamina redujo de manera dosis dependiente la alodinia táctil en el modelo de Chung y el de neuropatía diabética, siendo mayor el efecto antialodínico en las ratas diabéticas. Estos resultados muestran que la administración oral de benfotiamina reduce el dolor inflamatorio y neuropático aun cuando el origen del dolor sea diferente y sugieren que el uso de este fármaco podría reducir ambos tipos de dolor en humanos. 2 ABSTRACT ABSTRACT lt has been recently reported that benfotiamine , an analogue of vitamin B, (thiamine), shows analgesic activity in human beings. However, so far there are no data to support this use in established pain models in animals. Therefore, this study was designed to analyze the possible effect of benfotiamine in models of inflammatory and neuropathic pain in rats. Diabetes induction was carried out through the administration of intraperitoneal streptozotocin (STZ; 50 mg/kg) to female Wistar rats . First, inflammatory (formalin test in normal rats and in diabetic rats of 2 weeks) and neuropathic (neuropathy in diabetic rats of 4 weeks and the Chung model) pain models were established. Then, determination of bes! time to gel the maximum analgesic effect of benfotiamine was carried out. lt was observed that the best time to gel the analgesic effect was a pre- treatment of 2.5 h, thus we decided to use this time in the following experiments. The possible analgesic effect of oral benfotiamine (10-300 mg/kg) in the 1% formalin test (normal rats) and in diabetic rats (2 weeks) with 0.5% formalin (10-300 mg/kg) was assessed. In both groups reduction of the flinching behaviors was considered as antinociception Moreover, the possible antiallodynic effect of oral benfotiamine (75-300 mg/kg) in the Chung model and in diabetic rats of 4 weeks was also assessed. In both groups tactile allodynia was determined by measuring the paw withdrawal threshold to stimulation with a series of calibrated von Frey filaments. Oral administration of benfotiamine significantly produced analgesic effect during the second phase of the formalin test in normal rats (1%) and in diabetic rats of 2 weeks (0.5%). Moreover, benfotiamine reduced in a dese-dependen! manner tactile allodynia in the Chung model and in the diabetic neuropathy, being higher the antiallodynic effect in the diabetic rats. These results show that oral administration of benfotiamine significantly reduces inflammatory and neuropathic pain even though the genesis of pain is different. Results suggest that the use of this drug could be able to reduce both types of pain in human beings. 3 ANTECEDENTES 1. ANTECEDENTES La progresión de defectos sensoriales en neuropatías diabéticas periféricas en el ser humano es enigmática. Esto ilustra que existan dolor e hipoestesia persistentes al tratamiento, culminando en una pérdida de sensación protectora en los pies, predisponiendo al paciente a las lesiones perjudiciales (Thomas y Tomlinson, 1997). La neuropatía dolorosa es una de las complicaciones a largo plazo más comunes de la diabetes (Galer et al., 2000; Kapur, 2003; Krishnan et al., 2003). Los pacientes diabéticos exhiben con frecuencia uno o más tipos de dolor evocado ante estímulos, incluyendo sensibilidad creciente a estímulos nocivos (hiperalgesia) como también a los estímulos inofensivos (alodinia) (Kapur, 2003; Shuangson et al., 2004). El tratamiento fármaco-terapéutico del dolor neuropático se está desarrollando constantemente. Sin embargo, la mayoría de las estrategias terapéuticas utilizadas para tratar el dolor neuropático han tenido éxito limitado. Un número de agentes que son eficaces en la clínica han demostrado aliviar solo parcialmente la hiperalgesia mecánica en este modelo (Courteix et al., 1994 ). Sin embargo, algunos tratamientos clínicos eficaces como los antidepresivos tricíclicos son ineficaces en la rata diabética inducida por 4 ANTECEDENTES estreptozotocina (STZ) y los agentes tales como morfina no alivian el dolor en el paciente neuropático (Courteix et al ., 1994; Calcutt et al., 1996). A pesar de estas discrepancias, este modelo se utiliza comúnmente en la investigación del dolor de origen diabético. En los comienzos de 1950 un grupo japonés desarrolló varios derivados de la tiamina (las alitiaminas). La benfotiamina fue sintetizada por primera vez en 1960 (Fujiwara, 1954 ). Ésta es un análogo de la vitamina 8 1 liposoluble con capacidad de alcanzar varios órganos en los animales y los seres humanos (Woelk et al., 1998). La superioridad de las características farmacocinéticas de la benfotiamina a los del clorhidrato de tiamina fue demostrada en animales y seres humanos (Wada, 1961) y el mecanismo de captura y transporte de benfotiamina en la sangre fue documentado por Shindo (1976). La benfotiamina ha demostrado tener eficacia terapéutica en el tratamiento de polineuropatía alcohólica (Woelk et al., 1998) y de la neuropatía diabética dolorosa (Winkler, 1999; Haupt et al, 2005) en seres humanos. Sin embargo, hasta ahora no hay evidencia sobre la eficacia de la benfotiamina en modelos preclínicos de dolor inflamatorio y neuropático. Por lo tanto, el propósito de este estudio fue determinar el posible efecto analgésico y antialodínico de la benfotiamina en modelos de dolor inflamatorio y neuropático en la rata . 5 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!...,MARCO TEÓRICO 2. MARCO TEÓRICO 2.1. DOLOR 2.1.1. Generalidades El dolor es una sensación desagradable localizada en una parte del cuerpo. A menudo se describe en términos de un proceso penetrante o destructor de tejidos (ej, en puñalada, quemante, retorcido, desgarrador, corno una presión), de reacción emocional o corporal ( ej, terrorífico, nauseabundo) o ambas. Estas propiedades ilustran la dualidad del dolor: es una sensación y una emoción. (Fields y Martín , 1994) Cada individuo aprende el significado de la palabra dolor a través de la experiencia personal; tiene múltiples causas, diversas características anatómicas y fisiopatológicas y variadas interrelaciones con aspectos psicológicos y culturales. La "lnternational Association for the Study of Pain" (IASP) define el dolor corno una experiencia sensorial y emocional desagradable asociada con daño tisular real o potencial o descrito en términos de dicho daño. Esta definición incorpora varios elementos: el dolor es una experiencia individual, una sensación, evoca una emoción y ésta es desagradable. Por otra parte, muchas personas refieren dolor en ausencia de daño tisular o causa fisiopatológica conocida.Sin embargo, esta experiencia debe ser aceptada como dolor, puesto que no hay manera de distinguirla de aquella debida a un daño tisular efectivo; sin embargo, se puede ver como una relación o efecto psicosomático. 6 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'!'!MARCO TEÓRICO La experiencia de dolor se ha dividido en dos componentes (Melzack y Casey, 1968): 1) Un componente localizante y discriminativo, que informa al paciente sobre la naturaleza, intensidad, duración y localización del dolor y; 2) Un componente afectivo y ele alerta, que demanda atención del individuo provocando una sensación desagradable que motiva al aprendizaje de la percepción dolorosa. El dolor es un mecanismo de defensa cuya función es la de salvaguardar la integridad del organismo ante factores que pudieran ser destructivos. Sin embargo, cuando existe un funcionamiento anormal en las estructuras de dicho mecanismo, el dolor sobrepasa su función y se vuelve patológico (Bowman y Rand , 1984 ). 2.2. CLASIFICACIÓN DEL DOLOR Existen muchos tipos de dolor debido a la gran cantidad de factores que influyen al presentarse la percepción dolorosa, entre los que se encuentran el estado emocional , estrés, sexo, edad, raza , experiencias previas, factores culturales, personalidad, condicionamiento del individuo, etc. (Forth et al. , 1995), los cuales pueden agruparse en factores anatómicos, fisiológicos y psicológicos (Turk y Okifuji , 1999). 7 La existencia de muchas clases de dolor se puede entender mediante la identificación de los cuatro componentes que acompañan a este proceso (Loeser y Melzack, 1999): 1) Nocicepción: la palabra nocicepción se deriva de la raíz latina "nocere" que significa daño o lesión y se define como la respuesta desencadenada por el sistema nervioso ante un estímulo nocivo (García y Herrero, 1998). 2) Percepción del dolor: se genera frecuentemente por lesión o enfermedad, así como por daños en el sistema nervioso central y periférico. En el dolor agudo la percepción del dolor se asocia a reflejos autonómicos y somáticos, pero estos desaparecen en el dolor crónico. 3) Sufrimiento: es un estado desagradable que se presenta cuando la integridad física o psicológica del individuo es amenazada (Cassell, 1982). 4) Conductas del dolor: son el resultado del dolor y el sufrimiento que experimenta la persona y se atribuyen al daño en el tejido . Ejemplos de estas conductas son el cojear, el hacer muecas, el decir "ouch", entre otras. La clasificación de los tipos de dolor es un tema de debate entre investigadores y clínicos, los cuales suelen clasificar al dolor de acuerdo a su origen anatómico y características clínicas o etiológicas (Bonica, 1990). Bjtirkman (1995) clasifica el dolor de acuerdo a la región anatómica donde se produce en : Somatosensorial (originado en la piel o tejido conectivo, hueso, músculo y membranas sinovial y articular) . 8 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO • Visceral (dolor procedente de las distintas vísceras abdominales o torácicas). • Neurogénico (se refiere al dolor que se produce debido al daño o irritación en el sistema nervioso). Por su parte, Loeser y Melzack (1999) proponen una clasificación de dolor, basada principalmente en la duración y características fisiopatológicas que lo producen en: 1) Dolor transitorio: se activa por nociceptores cutáneos u otros tejidos del cuerpo en ausencia de daño tisular, su función es la de proteger al individuo de un posible daño físico provocado por el medio ambiente o estrés excesivo sobre el tejido. 2) Dolor agudo: funciona como señal de alarma del tejido lesionado, por lo que posee una función biológica protectora . Las secuelas psicológicas no son importantes y el dolor desaparece con la lesión que lo originó (Cerveró y Laird, 1995). El dolor agudo se activa por la estimulación de nociceptores presentes en el tejido dañado. 3) Dolor crónico: más que asociarse con una función protectora, es un síntoma de alguna enfermedad como neuralgia (Beric, 1997) o fibromialgía (Butler et al., 1997). Este tipo de dolor no es un proceso autolimitado por lo que puede persistir por meses o incluso años (Cerveró y Laird, 1995), se ha asociado a múltiples comportamientos frustrantes denominados con frecuencia conductas del dolor, entre las que destacan la ansiedad, depresión, insomnio, miedo, histeria, entre otros factores psicológicos y sociales (Hyman y Cassem , 1995 ). 9 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO En general , se acepta que existen dos tipos de sensaciones de dolor, de acuerdo a sus características fisiológicas (Guyton y Hall, 1996): 1) Dolor rápido o primario: es una sensación corta que se percibe 0.1 segundos después del estimulo doloroso como un dolor punzante, repentino y bien localizado, se debe a la activación de fibras Aó (Zimmermann , 1984). 2) Dolor lento o secundario: es una sensación quemante, prolongada, difusa y de carácter desagradable que se presenta después de 1 segundo o más de haberse aplicado el estímulo y se debe a la activación de fibras C (Zimmermann, 1984). 2.3. NOCICEPCIÓN El componente sensorial del dolor se denomina nocicepcíón. Es un término neurofisiológico que se refiere a los mecanismos neuronales por los cuales se detectan los estímulos nocivos (Hyman y Cassem, 1995). La nocicepción comprende 4 etapas (Figura 1 ). Corteza ~ ¡ PERCEPCtÓÑ' ) lCJ~ ·---· (< ~ \ _ __)---~ \ 1 \ Ta lamo /(-_~ haz / \ espinotalamico , \ \ ('. ESTIMULO NOCIVO Figura 1. Esquema de los procesos que participan en la percepción del dolor. 10 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO 1) Transducción: Es la conversión del estímulo nocivo en señales eléctricas o potenciales de acción a través de terminales nerviosas periféricas ( nocicepto res). 2) Transmisión: En este punto se lleva a cabo la propagación de las señales eléctricas a lo largo de las vías nociceptivas hasta el asta dorsal de la médula espinal. 3) Modulación: En esta etapa las señales se integran en el asta dorsal y en ella se entrecruzan diferentes tipos de terminales nerviosas donde se liberan neurotransmisores que inhiben, alteran o amplifican la señal sensorial. 4) Percepción: Es el proceso por el cual se integran los impulsos nociceptivos con factores cognoscitivos y emocionales para crear la experiencia subjetiva de dolor. Cuando la señal llega a este punto el individuo es capaz de detectar, localizar e identificar el origen del dolor. 2.3.1. Nociceptores Los nociceptores se encuentran anatómicamente distribuidos en tres zonas principales: la piel, las estructuras músculo-esqueléticas y las vísceras. Estos receptores traducen los estímulos mecánicos, térmicos y químicos en una serie de potenciales de acción que transmiten a lo largo de sus axones hasta la médula espinal. Debido a su capacidad de responder a estímulos dolorosos, los nociceptores también han sido llamados "receptores del dolor", lo cual no es estrictamente correcto, ya que no todas las sensaciones dolorosas son debidas a la activación de este grupo de receptores. ni toda estimulación de los nociceptores produce siempre una sensación 11 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~MARCOTEÓRICO dolorosa. La activación de estos receptores produce la liberación de sustancias endógenas como la sustancia P, bradicinina, serotonina , histamina, leucotrienos, prostaglandinas, iones sodio y potasio, entre otros (Lim , 1967; Bjbrkman , 1995). Los nociceptores se pueden clasificar en función de su respuesta a diferentes tipos de estímulos, propiedades y velocidad de conducción de sus axones periféricos, las diferentes respuestas que se presentan ante un estímulo (Srinivasa et al ., 1988) y su localización. A continuación se presenta la clasificación de los nociceptores en función de sus propiedades y velocidad de conducción de sus axones periféricos (Tabla 1 ). Tabla 1. Clasificación y características principales de las fibras nerviosas de nociceptores cutáneos. Tipo de Fibra Receptores Velocidad de Diámetro Grado de Tipo de conducción mielinización estímulo Al\ Merite! Rufini 30-120 mis 5-15µm ->+++ Mec ánico s 8 e; ! s - Metssner Pacini Alí . Terminaciones Mecánico libres 6.;JO mls 1-0µm ++ Termico e Termlna.c lon•s Mecánico libres 0 .5-2 mis 0 .5-2 µm Térmico Ou imi co Modificado de García y Herrero (1998) : A) Fibra mielin izada; B) Fibra poco mielinizada y C) Fibra no mielinizada. 12 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~MARCO TEÓRICO 2.3.2. Clasificación de los nociceptores en función de su localización Nociceptores cutáneos Hasta el momento son los más estudiados por su accesibilidad . Estos pueden ser mielinizados (fibras A) o no mielinizados (fibras C). Están localizados en todo el cuerpo y en términos anatómicos, son ramificaciones terminales especializadas de fibras nerviosas sensitivas que responden a estímulos térmicos, mecánicos o químicos (Hyman y Cassem, 1995). Presentan tres propiedades fundamentales: 1) Un alto umbral a la estimulación cutánea (se activan sólo frente a estímulos intensos. 2) Capacidad para codificar la intensidad de los estímulos en el rango nocivo. 3) Falta de actividad espontánea en ausencia de un estímulo previo. De acuerdo a los estímulos que son capaces de traducir y de las propiedades de sus axones se pueden clasificar en 4 tipos (Tabla 2). Nociceptores musculares Se activan por contracción isquémica del músculo o irritantes químicos, el 75% de la inervación del músculo esquelético se debe a fibras Ao (Grupo 111) o C (Grupo IV) de terminaciones nerviosas libres. 13 Tabla 2. Clasificación y caracteristicas principales de los nociceptores cutáneos. Tipo de Nociceptor Tipo de Tipo de Estímulos Campo Fibra receptivo Mecanociceptores o Mecanorreceptores de Mecánicos pero pueden sensibilizarse <1 mm2 A8 umbral alto (Fitzgerald y Lynn , 1977) con estímulos térmicos repetitivos Mecanotermonocíceptores míelínizados Térmicos (>45ºC) < 5mm2 A8 Mecánicos Térmicos (>38ºC) Nocíceptores Polimodales C c Mecánicos (>1g) 17mm2 Químicos (ácidos, histamina o KCI) Nocíceptores de Frío A8oC Frío 1-145mm2 Tabla elaborada a partir de datos de Fields y Martín (1994) y Hyman y Cassem (1995). Nociceptores articulares Son fibras A con receptores encapsulados y Ao o C con terminaciones libres. Juegan un papel importante en la artritis. Nociceptores viscerales o silenciosos Se han localizado en tracto gastrointestinal, sistema biliar, sistema urinario, hígado y bazo. Tienen fibras 8 o C que no son activas de manera espontánea. Sin embargo, se hacen sensibles a estímulos mecánicos ante mediadores inflamatorios y distensión (Fields y Martin , 1994 ). 14 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO Nociceptores óseo Son fibras A8 o C localizadas alrededor del periostio. Nociceptores dentales y de córnea Existen fibras A8 o C que responden a estímulos mecánicos, térmicos y químicos (Mumford y Bower, 1976; Beurman y Tanelian, 1979). 4.4. FISIOLOGÍA DEL DOLOR El proceso comienza con la activación de nociceptores aferentes primarios (fibras A8 y C) en respuesta a estímulos físicos, mecánicos y/o químicos (Siddall y Cousins, 1998). Este mensaje se propaga a través de las aferentes primarias hasta el asta dorsal de la médula espinal (Figura 2), donde se encuentra el primer centro de relevo (García y Herrero, 1998). Intestino Fibras aferentes primarias Tracto anterolateral Figura 2. Esquema de la inervación cutánea , muscular y visceral por fibras aferentes nociceptivas, su relevo en la médula espinal y origen del sistema ascendente anterolateral. Modificado de Jesell y Kelly (1991). 15 Cada axón aferente primario contacta con muchas neuronas medulares y cada neurona medular recibe impulsos convergentes de muchas fibras aferentes primarias (Fields y Martín, 1994 ). La convergencia y la divergencia de señales tienen lugar de una forma ordenada, de manera que diferentes regiones de la piel y áreas contiguas de ésta, tienen zonas específicas en las estaciones de relevo de la corteza . De modo que la corteza tiene un mapa donde cada parte del cuerpo está representada por un grupo de neuronas (García y Herrero, 1998). Rexed (1952) divide la sustancia gris de la médula en 10 láminas (Figura 3), de las cuales tienen especial importancia la capa marginal de Waldeyer (lámina 1), la sustancia gelatinosa (lámina 11), el núcleo propio (láminas 111-VI) y el área que rodea el conducto central (lámina X). Los axones de la mayoría de las neuronas de dichas láminas constituyen el sistema espinotalámico (Sorkin, 1997). Las láminas del 1-VI forman el asta dorsal de la medula espinal. Dentro del asta dorsal los nociceptores primarios terminan en neuronas de proyección y en interneuronas excitatorias e inhibitorias (Hyman y Cassem, 1995). 2.4.1. Vías ascendentes Los axones procedentes de las neuronas de proyección forman las vías ascendentes que portan el mensaje nociceptivo a centros superiores. Las principales vías se agrupan en dos sistemas generales (García y Herrero, 1998): • El sistema de las columnas dorsales-lemnisco interno El sistema anterolateral 16 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~MARCO TEÓRICO Materia gris Materia blanca Ganglio Terminales C~ idad del de la de la de la perifiricas estimulo médula espinal médula espinal raiz dorsal Capa marginal iL Sustancia gelatinosa 11 i N:1' \ Estimulo nocivo de ;/ alta intensisdad Núcleo proplus Estimulo mecinico Capa lnócuo profunda Capa V!;P. circuncanular X, ¡¡¡ ~---·- Figura 3. Clasificación de la sustancia gris de la médula espinal a nivel de la quinta vértebra lumbar según Rexed (1952) y proyección de las FAP hacia la médula espinal. Modificado de Millan (1999). El sistema de las columnas dorsales-lemnisco interno está formado por grandes fibras mielinizadas que en general transmiten información táctil no nociceptiva y de orientación espacial (Guyton y Hall, 1996). Las fibras del sistema anterolateral se originan principalmente en las láminas 1, IV-VII y X del asta dorsal, las cuales reciben aferencias de fibras A8 y C (García y Herrero, 1998). Al salir del asta dorsal se cruzan al lado opuesto y ascienden por las columnas laterales de la médula para terminar a distintas alturas del tronco encefálico y en el tálamo (Figura 4 ). 17 Se dividen filogenéticamente en dos ramas: 1) El sistema neoespinotálamico que comprende el haz espinotalámico lateral. 2) El sistema paleoespinotalámico que abarca el haz espinotalámico medio, el haz espinorreticular y el haz espinomesencefálico. El haz espinotalámicolateral se origina en las láminas 1, IV, V y VI. Sus fibras largas y mielinizadas hacen conexión con el tálamo y los núcleos ventrolateral y posterior. Este haz posee la capacidad de procesar la información nociceptiva en tiempo y espacio de forma continua (Dubner y Bennett, 1983). El haz espinotalámico medio posee fibras cortas que hacen conexión con el núcleo gigantocelular, cerebro medio y núcleo talámico intralaminar medial. Este haz junto con el haz espinorreticular y el haz espinomesencefálico establecen contacto con fibras que conectan con el hipotálamo, sistema límbico anterior y otras regiones cerebrales que lo involucran en respuestas reflejas de circulación, ventilación y endócrinas; además de darle al dolor la sensación desagradable. El haz espinorreticular se origina en las láminas VII , VIII y X. Es una vía directa de la médula espinal a la formación reticular y bulbo raquídeo. El haz espinomesencefálico sus fibras se originan de las láminas 1, V, VII y X proyectándose hasta el subnúcleo lateral de la sustancia gris periacueductal y otras estructuras. 18 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~MARCO TEÓRICO 2.4.2. Tálamo y corteza sensorial La sensación de dolor comprende dos componentes distintivos: el sensorial- discriminativo y el componente afectivo-motivacional. El elemento sensorial-discriminativo está mediado principalmente por el complejo ventro-basal del tálamo y por la corteza somatosensorial. C o rteza SSll ~ ... :;~: :_:' _- --~. :_~-:~--~ Mesen cé í a lo m~~Lemn isco i n ter n o ~"·'~'"""'""º Rama n eoespi not a l á mic a lbcJ1:~:~T::;, 11 -i -lf---;:-:-.---.. ~- - - M é du la esp in a l Qll--""=-._ ,_.) R a m a pa leoespino t a l á mica \L ·:F? R a i ces dmsales y ~ gan g lios r aquideos Figura 4. Representación del sistema ascendente anterolateral. Modificado de Guyton y Hall (1996). El tálamo está constituido por los núcleos que forman el complejo ventroposterior: núcleo ventral posterolateral (que recibe aferencias del tronco y los miembros), núcleo ventral posteromedial (con aferencias de la cara) y partes parvocelulares (que reciben aferencias de las vísceras). 19 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO Es una zona de relevo con interneuronas y neuronas de proyección que envían sus axones a la corteza somatosensorial. La corteza somatosensorial ocupa la circunvolución parietal ascendente (Figura 5), y se divide en la corteza somatosensorial primaria (SI) la cual recibe una gran cantidad de aferencias directas del tálamo y en la corteza somatosensorial secundaria (Sii) que recibe la mayoría de sus aferencias de la corteza somatosensorial primaria (García y Herrero, 1998). Esta región es particularmente importante debido a que participa en el carácter discriminativo del dolor (Fields y Martin, 1994 ). Los axones del haz espinotalámico conectan también con las regiones talámicas mediales unidas con la corteza frontal y el sistema límbico. Esta vía favorece la dimensión afectiva o desagradable del dolor (Fields y Martin, 1994 ). La corteza somestésica está conectada con ganglios basales, conexiones asociativas, conexiones callosas y con núcleos de relevo, formando así, algunas de las vías descendentes (García y Herrero, 1998). 2.4.3. Vías de modulación del dolor El poderoso efecto de lo que se espera y otras variables sobre la intensidad percibida del dolor implican la existencia de circuitos cerebrales que pueden modular la actividad de las vías transmisoras del dolor. Este circuito une al hipotálamo, el mesencéfalo y el bulbo raquídeo y controla selectivamente las neuronas medulares que transmiten el dolor a través de una vía descendente. 20 Las vías descendentes permiten al organismo conocer y responder a los estímulos nocivos, modulando o inhibiendo el estímulo (Akil et al. , 1976). En 1965, Melzack y Wall como parte de su teoría de la compuerta proponen la existencia de un sistema específico capaz de modular el dolor. Estudios posteriores en ratas confirman la existencia de dicho sistema (Reynolds, 1969; Mayer et al., 1971 ). Y aunque en la actualidad se han descubierto varios sistemas que pueden modular el dolor, sólo uno se ha estudiado en profundidad debido a su importancia (Fields y Martin, 1994 ). Dicho sistema consta de cuatro niveles (Figura 5). El sistema fascículo anterolateral ascendente (ALF) está integrado por los tractos espinotalámico, espinorreticular y espinomesencefálico; se conecta en el núcleo del rafé magno (NRM), núcleo magnocelular (NMC), núcleo gigantocelular (NGC) y la sustancia gris periacueductal (PAG), asi como con el núcleo del rafé dorsal (NRD) y el retículo mesencefálico de formación (MRF). Por su parte, la PAG recibe axones ricos en p-endorfinas de diversos sitios de la corteza y otras partes del cerebro involucradas con el sistema límbico, el tálamo y el hipotálamo. El locus coeruleus es la principal vía de neuronas noradrenérgicas hacia el PAG y el asta dorsal (láminas 1, 11, IV-VI y X). Las estructuras mesencéfalicas contienen neuronas de encefalina, dinorfina, serotonina y neurotensina que proyectan al NRM y NGC. Estas neuronas hacen sinapsis con neuronas serotonérgicas en el asta dorsal , las cuales descienden por el funículo dorsolateral y mandan sus terminales a las láminas 1, 11, V y IX de la médula espinal (Bonica, 1987). 21 Otros sistemas que funcionan como moduladores del dolor son: el sistema descendente hipotálamo-espinal que se origina en el núcleo hipotalámico paraventricular y medial , el cual se encuentra formado principalmente por neuronas de vasopresina y oxitocina, aunque también existen neuronas ricas en endorfinas . Este sistema hace sinapsis en las láminas 1, 11 111, V y X del asta dorsal (Figura 58); y el sistema PAG-espinal (Figura 5C) integrado en su mayoría por neuronas noradrenérgicas y serotoninérgicas, el cual desciende por el funículo dorsolateral proyectándose directamente a las láminas 1, 11, V y X del asta dorsal (Bonica, 1987). 2.5. INFLAMACIÓN La inflamación es la expresión de las alteraciones que se producen en respuesta a una lesión o una agresión a un tejido. Se caracteriza según Cornelius Celsus (30 AC- 38 OC) por dolor, rubor calor y tumefacción . Estos signos aparecen como consecuencia de alteraciones locales de los vasos sanguíneos que conducen a vasodilatación, aumento de la permeabilidad vascular y aumento de la receptividad hística por los leucocitos, fenómenos que dan lugar a un acumulo de células inflamatorias en el lugar de la lesión. Por lo tanto, la inflamación es el resultado de la liberación de una mezcla compleja de citocinas y otros agentes neuroactivos (bradicinina e histamina entre otros) de células inflamatorias y no inflamatorias en el sitio donde se presenta daño tisular (Figura 6). Estos mediadores químicos se unen a receptores y canales iónicos específicos en las terminales periféricas de los nociceptores. Una vez que se unen a los receptores activan varias cascadas de transducción que resulta en una modulación 22 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'!!'MARCO TEÓRICO post-transduccional inmediata de moléculas efectoras , seguida de cambios en la trascripción de genes (Castigan y Wolf, 2000). Asia dorsal de la médula (MOH) ,. ...... .. . . ··· e Figura 5. Sistemas de modulación nociceptiva: A) Sistema anterolateral ascendente (ALF); B) Sistema hipotálamo-espinal descendente y C) Sistema PAG-espinal. Modificado de Bonica (1987). 23 Como resultado del daño tisular, las células dañadasliberan ATP y protones en el sitio de lesión (Burnstock y Wood , 1996; Waldmann y Lazdunski, 1998). Los mastocitos liberan serotonina (5-HT), histamina y metabolitos del ácido araquidónico, incluyendo prostaglandinas (Dray, 1995; Bley et al. , 1998). Los macrófagos mediadores inflamatorios como interleucina (IL 1 e IL6), factor de necrosis tumoral a (TNFa), factores de crecimiento y factor inhibitorio de leucemia (LIF) (Dray, 1995; Levine y Reichling, 1999). La bradicinina, sintetizada a partir de la fragmentación del cininógeno, se libera de múltiples tipos de células (Walker et al., 1995). La COX-2 se induce en el tejido inflamado (O'Banion, 1999) y produce prostaglandinas. Las fibras aferentes primarias contribuyen a la mezcla de mediadores inflamatorios liberando neuropéptidos como la sustancia P y el péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP), las cuales inician una respuesta neurogénica a nivel periférico, así como en algunas células inflamatorias (Woolf et al., 1996). Algunos de estos agentes inflamatorios como los protones y ATP pueden despolarizar directamente las fibras aferentes primarias a través de la activación de receptores ASICs (canales iónicos de sodio sensibles a ácido) y P2X3 (un subtipo específico de canal iónico sensible a ATP), respectivamente. Por consiguiente, el flujo sensorial que se genera puede percibirse como dolor. Existe una mayor cantidad de mediadores inflamatorios que sensibilizan las terminales nerviosas que aquellos que las activan directamente. 24 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO 2.6. SENSIBILIZACIÓN El umbral de activación de los nociceptores aferentes primarios se reduce cuando hay lesión o inflamación y la frecuencia de emisión de impulsos se eleva para todas las intensidades del estímulo (Fields y Martín, 1994). Por lo tanto, la sensibilización se refiere al aumento de la probabilidad de disparo de las neuronas en respuesta a un estímulo adicional. Extravasación plasmáUca Vasodllataclón ~ TNFc. IL6 <i:) ~ LIF ~ i!@M -«-::.1 L-. ,_ ¡ i '\.. ~"~~-'~ _._\)r ¡Í \it /' ••.•. 5HT\..Hlstamlna I ATP I J ? PGE2 f ll1f> NGF H" ' ~ ~ t t t 1/: VR1 SHT EP 8 1/8 2 11. 1-R TrkA P2X ASIC . "t~ r O t t= t t~ ~ ~-· r rxs (SNS/SN$2) . :.:~ )\\-- ~ • • i( ~ Regulación de genes . # T TXr Sub P -.. \ :;::: Terminal periférica Figura 6. Representación esquemática de la modulación en las fibras aferentes primarias en inflamación. Los múltiples mediadores inflamatorios liberados por células inflamatorias y no inflamatorias en el sitio de lesión actúan en las terminales periféricas iniciando cambios post-transduccionales (sensibilización periférica) y transcripcionales en moléculas de señalización. Los mastocitos, los macrófagos, y las células dañadas en el sitio de lesión liberan múltiples mediadores neuroactivos, disminuyendo el umbral de activación de las neuronas, a través de la fosforilación de canales de sodio TIX-r mediada por PKA y PKC . La regulación a la alta de sustancia P y canales de sodio TTX-r también ocurren por la activación de receptores TrkA por moléculas de señalización neuroactivas como el NGF y la IL-1 ~ - La sustancia P liberada de las terminales periféricas produce la extravasación del plasma, un incremento en los niveles de canales de sodio TIX-r y un aumento en la capacidad de la célula para ser despolarizada. 25 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO Esta hipersensibilidad se manifiesta como una respuesta exagerada y una disminución en la latencia de la respuesta a un estímulo nocivo o inocuo. En contraste, la excitabilidad es una despolarización rápida y directa del nociceptor, seguido por un pico de actividad y la inducción de potenciales de acción. La sensibilización es un proceso clínicamente importante que contribuye a la inflamación y a la hiperalgesia. El daño provocado en un tejido por agentes irritantes, calor, estimulación eléctrica o mecánica produce dos zonas principales de dolor: 1) Zona de hiperalgesia primaria: que comprende la región del tejido dañado y que se caracteriza por dolor espontáneo y aumento de la sensibilidad al calor o a estímulos mecánicos y químicos. Alrededor de esta área se encuentra la zona de hiperalgesia secundaria . 2) Zona de hiperalgesia secundaria: la cual se despliega un aumento de la sensibilidad a los estímulos mecánicos, pero no térmicos. 2.6.1. Sensibilización periférica La hiperalgesia primaria que se origina después del daño al tejido y es el resultado de cambios en la sensibilidad, la transducción, la respuesta y la actividad de los nociceptores periféricos. La sensibilización periférica produce un proceso inflamatorio generado por la pérdida del contenido intracelular que invita al reclutamiento de células inflamatorias que intervienen en la producción y liberación de agentes neuroactivos. Estos agentes son iones K+ e H+ (Woolf et al., 1996), aminas (5-hidroxitriptamina, histamina) (Dray, 26 1995; Bley et al., 1998), cininas (bradicinina) (Bley et al. , 1998), prostaglandinas (prostaglandina E2) (Woolf et al., 1996), purinas (adenosin trifosfato) (Dray, 1995), óxido nítrico, citocinas (interleucinas-1 y 8), factores de crecimiento (factor de crecimiento neuronal) (Dray, 1995) y factor de necrosis tumoral a (Dray, 1995). Es importante destacar que algunos de estos agentes por si solos pueden ser suficientes para activar receptores específicos de la terminal periférica (aferente primaria o nociceptor) (Woolf et al., 1999). Estas sustancias pueden originar la liberación de más agentes inflamatorios, aumentando las corrientes entrantes de sodio y calcio produciendo disparos despolarizantes y por lo tanto un aumento de la excitabilidad neuronal. La baja afinidad de los receptores AMPA incrementa cuando existe entrada de calcio y sodio, produciendo despolarización de las células del asta dorsal de la medula espinal. Esto se manifiesta como potenciales postsinápticos excitatorios rápidos y como la sensación de estímulos nociceptivos periféricos desagradables localizados, de corta duración e intensidad (Yoshimura y Nishi, 1993). Una estimulación más intensa o prolongada de las fibras C da como resultado la liberación adicional de péptidos y proteínas neuromoduladoras que contribuyen a la generación de una despolarización sostenida. 2.6.2. Sensibilización central Se caracteriza por un incremento progresivo de la excitabilidad durante y después de un estímulo repetitivo (Silvotti et al., 1993; Miller y Woolf, 1996). La sensibilización central se inicia por la liberación de neurotransmisores y 27 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO neuromoduladores (glutamato, sustancia P y el factor neurotrófico derivado de cerebro, BDNF) después de un tren de disparos repetidos . La estimulación de las fibras A8 y C produce la liberación de glutamato en las terminales centrales de estas fibras. El glutamato se une a un gran número de subtipos de receptores con diferente afinidad. Dentro de estos receptores se encuentran los receptores ionotrópicos NMDA y AMPA, así como los receptores de glutamato metabotrópicos. El glutamato se une con mayor afinidad a los receptores de NMDA, pero en condiciones normales (potencial de membrana en reposo), este canal iónico se encuentra bloqueado por el ión magnesio que se sitúa en el poro del receptor. El glutamato liberado activa canales AMPA que generan una despolarización suficiente provocando la remocióndel tapón de magnesio del receptor NMDA. Esto produce la activación de un número considerable de vías de transducción en el asta dorsal que dan como resultado una corriente entrante de calcio que se suma al calcio liberado de los depósitos intracelulares. El calcio intracelular es capaz de activar proteínas cinasas (C, A, cinasas calcio-calmodulina y tirosinas cinasas) encargadas de fosforilar canales y a otras cinasas como src (Zirrgiebel et al., 1995; lwasaki et al., 1998) que a su vez participan en la activación de receptores de canales iónicos de membrana de tipo NMDA y AMPA, provocando una mayor concentración de calcio intracelular. Este fenómeno produce un aumento en la transcripción de genes (Heath et al ., 1994) para ciclooxigenasa y sintasa de óxido nítrico (Bley et al., 1998) que van actuar sintetizando prostaglandinas y óxido nítrico (Wang y Salter, 1994; Yu et al ., 1997). El conjunto de todos los eventos provoca un aumento de las respuestas a glutamato, incrementando la frecuencia y fuerza de disparos ante un estímulo previo (Castigan y Woolf, 2000) facilitando la sensibilización central. 28 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"""MARCO TEÓRICO 2.7. DOLOR NEUROPÁTICO El dolor neuropático es uno de los problemas más importantes en el campo del dolor crónico y es un tipo de dolor frecuentemente encontrado en la práctica clínica . El éxito en su tratamiento permanece aún distante en muchas ocasiones. Su reconocimiento como un factor importante en el campo del dolor ha sido tardío y el diagnóstico es complicado frecuentemente por el hecho de que ese dolor puede comenzar como un problema sobre todo nociceptivo y luego progresivamente puede convertirse en algunos casos en una mezcla de dolor nociceptivo y neuropático. El dolor neuropático puede ser debido al daño primario al sistema nervioso periférico o central, y por lo tanto, las clasificaciones clínicas distinguen entre las neuralgias de los nervios periféricos (neuralgia del trigémino) o del dolor neuropático central (síndrome talámico) (Zimmermann, 2001 ). El dolor neuropático se define como una experiencia sensorial y emocional desagradable asociada con la disfunción o lesión del sistema nervioso central o periférico (Tremont-Lukats et al, 2000). La presencia del dolor neuropático puede deberse a una neuropatía la cual es un disturbio de la función o un cambio patológico: Mononeuropatía: un nervio • Mononeuropatía múltiple: varios nervios Polineuropatía : difusa o bilateral Las lesiones periféricas del nervio pueden generar un síndrome que abarca, además de dolor espontáneo, respuestas exageradas al tacto ligero (alodinia táctil) y a 29 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!~MARCO TEÓRICO los estímulos de la temperatura (hiperalgesia térmica) (Chaplan , 1994 ). Diversos estudios comentan que de los diferentes tipos de dolor que se acompañan de procesos neuropáticos, la alodinia que deriva de la palabra griega "allo" que significa otro y "odyne" que significa dolor puede ser el síntoma más común y su intensidad se correlaciona con la gravedad del dolor de fondo. La alodinia táctil es probablemente la más común de las respuestas evocadas ante un estímulo y este signo sirve como un marcador de dolor neuropático. La IASP la define como dolor producido por un estímulo que normalmente no produce dolor, es decir sensibilidad táctil aumentada con dolor. Una clasificación fenomenológica se relaciona con el tipo de daño o de fisiopatología relacionada que causa un desorden neuropático doloroso (Zimmermann, 2001 ): • Neuropatías por compresión (lesión mecánica del nervio como el síndrome del túnel de Carpio ). • Neuropatías periféricas dolorosas (algunos casos de neuropatías diabéticas periféricas, una complicación de la diabetes que afecta el tejido nervioso, neuropatías asociadas al VIH). • Neuropatía postherpética - dolor persistente o recurrente en la zona de la erupción del herpes zoster (culebrilla). • Mecanismos inmunológicos (Esclerosis múltiple, dolor en varios lugares de los miembros inferiores y superiores). • Neuralgia del trigémino (períodos de dolor facial agudo y punzante cerca de la nariz, la boca, los ojos y las orejas, intercalados con períodos sin dolor). 30 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO Dolor del miembro fantasma (una sensación de dolor que se origina de una zona de un miembro amputado). Dolor posterior al accidente cerebrovascular. • Dolor neuropático relacionado con el cáncer (inducido por el tumor o la quimioterapia). Los síntomas clínicos que se presentan en los pacientes con dolor neuropático son: a) Dolor espontáneo de tipo ardoroso, intermitente, agudo, en puñalada fulgurante o lancinante, típicamente tiene un carácter quemante con hormigueo o parecido a una descarga eléctrica y puede desencadenarse por contacto ligero. b) Parestesias: son sensaciones anormales espontáneas o evocadas. c) Hiperalgesia térmica: aumento de la sensibilidad a estímulos térmicos tanto por calor como por frío. d) Hiperestesia : una respuesta excesiva al tacto, por ejemplo el roce de las sábanas. Los modelos parciales de transección del nervio en animales de laboratorio han ayudado a identificar mecanismos neuropáticos del dolor. Estos mecanismos incluyen (Koltzenburg, 1998): a) Generación de la actividad ectópica espontánea como resultado de la expresión o de la redistribución creciente de los canales de sodio. b) Un interruptor fenotípico del perfil funcional de neuronas sensoriales por la expresión alterada de los canales de sodio y potasio , de los receptores 31 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO adrenérgicos y de los transmisores (sustancia P, péptido intestinal vasoactivo, BDNF). c) Ramificación de las fibras simpáticas al ganglio de la raíz dorsal. d) Ramificación de las fibras Ap-aferentes mielínicas de bajo umbral en el asta dorsal que entran en contacto con las neuronas ineNadas normalmente por las fibras C. e) Una pérdida del mecanismo inhibitorio en el asta dorsal como resultado de la desinhibición central. Después de la lesión y transcurrido un inteNalo de varios días a semanas surgen descargas espontáneas persistentes de fibras aferentes pequeñas en el sitio lesionado, el ganglio de la raíz dorsal (DRG) del neNio lesionado y de neuronas en el asta dorsal ipsilateral. Esta actividad espontánea no se obseNa en axones no lesionados. La lesión del axón origina degeneración Walleriana (Figura 7). El axón lesionado comienza a rearborizar y envía un cono de crecimiento que intenta regenerarlo siguiendo la vaina neural original. Por lo que si se ha alterado la integridad de la vaina, se frustrará el nuevo crecimiento satisfactorio y se originaran acumulaciones locales de arborizaciones llamadas neuromas que están constituidos no sólo por los axones en brote, sino también están vascularizados y desarrollan ineNación simpática importante. 32 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO A B e D 1:: 1 Axón Degeneración granular 24 HorH Cuerpos ovoides 48 Horas 96 Horas >2t d~s Figura 7.Proceso de degeneración Walleriana que se inicia con la degeneración granular y la infiltración de macrófagos y continúa con la pérdida de la vaina mielínica y la proliferación de células de Schwann. El cono de crecimiento posee propiedades de transducción que no tenía el axón original y que consisten en sensibilidad mecánica y química importantes. En el axón en regeneración se expresan nuevos canales iónicos o receptores que no se encuentran en nervios normales. En condiciones fisiológicas normales, las aferentes primarias tienen sus terminales en láminas específicas de la médula espinal. Las fibras nociceptivas de diámetro pequeño mielinizadas (fibras A8) y fibras no mielinizadas (fibras C) que conducen estímulos de alto umbral (nociceptivos) tienen sus terminales en las láminas superiores de la médula, mientras que las neuronas de diámetro grande mielinízadas (fibras A~) que conducen impulsos de bajo umbral (no nociceptivos) tienen sus 33 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! MARCO TEÓRICO terminales en láminas inferiores. Cuando hay una axotomía, las fibras grandes mielínicas ramifican en zonas de las láminas superiores (Figura 8). A B Fibra C Fibra Aµ 111111Ulllll11111 t R.a.mlflcaeión diepu~s. del d -aJ\o al nervio X Tran5-nli5i6n del dolor Figura 8. (A) Después del daño al nervio, las fibras nociceptivas A~ hacen contacto con interneuronas excitatorias y éstas a su vez con fibras C a nivel del asta dorsal de la médula espinal. (B) Este reacomodo forma nuevas conexiones con neuronas nociceptivas (fibras C) en las láminas 1 y 11 que contribuyen a una hipersensibilidad persistente caracterizada en dolor neuropático. Modificado de Scholz y Woolf (2002). 2.8. DIABETES La diabetes mellitus es un grupo de síndromes caracterizados por hiperglucemia, alteración del metabolismo de lípidos, carbohidratos y proteínas; y un incremento de complicaciones vasculares. Algunos pacientes pueden clasificarse de acuerdo a las manifestaciones clínicas que presentan en diabetes mellitus tipo (insulina dependientes) o diabetes mellitus tipo 11 (no insulina dependientes) (Alberti y Zimmet, 1998). 34 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO La incidencia de cada uno de los tipos de diabetes varía en el mundo. En Estados Unidos cerca del 5-10% de todos los pacientes diabéticos tienen diabetes tipo l. En contraste, cerca del 90% presentan diabetes tipo 11. Hoy en día en el mundo hay más de 125 millones de personas con diabetes y para el 201 O se espera acercar a 220 millones (Amos et al., 1997). Virtualmente todas las formas de diabetes mellitus son causadas por un decremento en la concentración de insulina (deficiencia de insulina) y un decremento en la respuesta periférica de tejidos finos a insulina (resistencia de insulina). Estas anormalidades conducen a alteraciones en el metabolismo de carbohidratos, lípidos, cetonas y aminoácidos, la característica principal de este síndrome es la hiperglucemia. La diabetes acelera el proceso de envejecimiento y conduce a complicaciones que incluyen ceguera, falla renal, daño del nervio y enfermedad cardiovascular (Obrenovich et al., 2003). La enfermedad microvascular específica de la diabetes conduce a nefropatía, retinopatía y neuropatía diabética (Karachalias et al., 2003). 2.9. NEUROPATÍA DIABÉTICA El dolor neuropático se considera generalmente una de las complicaciones más comunes y más molestas que afligen a pacientes diabéticos (Vinik et al., 1992; Clark y Lee, 1995). La neuropatía diabética es un espectro del daño a los nervios periféricos, se presenta como resultado de daño progresivo a los sistemas nerviosos sensoriales y autonómicos periféricos (Babaei-Jadidi et al., 2003). 35 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO La neuropatía diabética es una anomalía acompañada por dolor y causa importante de morbilidad y mortalidad asociada a la enfermedad. Sin embargo resulta, ser una de las complicaciones más frecuentes de la diabetes mellitus tipo 1 (dependiente de insulina) (Guy et al., 1985; Le Quesne y Fowler 1986; Ziegler et al., 1988; Watkins, 1990). El dolor puede ser agudo en un inicio y alrededor de 6 meses o más convertirse en un dolor crónico con síntomas que duran muchos años (Thomas y Scadding, 1987). El dolor del paciente diabético se manifiesta como dolor muscular profundo, lancinante, quemante y una sensación persistente de ardor o punzadas, generalmente en las piernas y los pies. Otros síntomas encontrados son una inhabilidad al cambio en la temperatura (calor ó frío), sensibilidad extrema al tacto (alodinia), pérdida de sensación de vibración y paradójicamente pérdida de la percepción del dolor (Fox et al., 1999). Si bien la hiperglucemia y la deficiencia de insulina son considerados importantes promotores de la neuropatía diabética, probablemente también resulte de una serie compleja de interacciones metabólicas, vasculares y neurotróficas. Como consecuencia se observa una disminución de la glucosa en los tejidos periféricos y un aumento en la producción hepática de la misma (Bogardus et al. , 1984 ). La elevación crónica de la glucemia (azúcar en sangre) está asociada con incrementos moderados de los ácidos grasos libres (Hawkins et al., 2002; Reaven et al., 1988) los que generan resistencia a la insulina y a la glucosa en el tejido ad iposo interfiriendo con sus funciones de lipólisis y acumulación de los triglicéridos (Lewis et al., 2002). 36 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'!"!!MARCO TEÓRICO El modelo de dolor en ratas con administración de STZ reproduce los síntomas de la diabetes tipo 1 en la rata (Courteix et al., 1993). Los animales diabéticos presentan: Polidipsia: sed excesiva. • Poliuria: secreción y emisión abundante de orina. Polifagia: mucho apetito. • Cierto grado de amiotrofia : atrofia muscular. Hipotermia: descenso de la temperatura corporal. • Hiperglucemia: altos niveles de glucosa en la sangre. • Pérdida de peso. Los estudios realizados hasta ahora muestran que la diabetes produce disminución de la velocidad de conducción del nervio (Sharma y Thomas, 1974; Moore et al., 1980, Tuck et al., 1984; Tomlinson et al., 1989), modificaciones estructurales a las fibras aferentes mielinizadas y no mielinizadas (Narama y Kino 1989; Triban et al., 1989; Dockery y Sharma , 1990; Thomas et al., 1990) y modificaciones neurobioquímicas: aumento (Forman et al., 1986), disminución (Tang, 1989) o ningún cambio (Locatelli et al., 1985) en los niveles de ~-endorfinas en la glándula pituitaria anterior o hipotálamo (Locatelli et al., 1985; Tang et al., 1989). Los pacientes diabéticos exhiben con frecuencia uno o más tipos de dolor evocado ante un estímulo, incluyendo una alta sensibilidad en presencia de estímulos nocivos (hiperalgesia) como también a estímulos inocuos (alodinia) (Kapur et al., 2003, Shuangsong et al., 2004 ). 37 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO Se ha propuesto que la alodinia está mediada por fibrasmielinizadas aferentes (Huang et al., 2002; Hudson et al., 2001 ), mientras que la hiperalgesia térmica se transmite principalmente a través de fibras no mielinizadas (fibraC) en el dolor neuropático (Ossipov et. al., 1999). Los mecanismos subyacentes de dolor de la neuropatía diabética son complejos. Sin embargo, los componentes periféricos y centrales de los sistemas sensoriales probablemente están implicados. Además de anormalidades de nervios aferentes periféricos, el proceso sensorial alterado en la médula espinal puede contribuir al desarrollo del dolor neuropático en el diabético (Shao-Rui y Hui-Un, 2002). En un estudio electrofisiológico se reporta sobre la sensibilidad alterada de las neuronas del tracto espinotalámico (STT) y de su papel potencial en el desarrollo del dolor crónico causado por neuropatía diabética (Shao-Rui y Hui-Un, 2002). Es probable que la actividad aberrante generada en los nervios aferentes contribuya al estado de la hipersensibilidad de las neuronas dorsales espinales desarrollada en diabetes. Las neuronas espinales pueden también contribuir a los síntomas sensoriales alterados en ratas diabéticas (Burchiel et al., 1985; Chen y Levine, 2001 ). Tomlinson et al., 1989 y Undberger et al., 1989 reportaron una reducción de los niveles de sustancia P en el nervio ciático en ratas diabéticas y una disminución de la misma en fibras de piel humana, respectivamente. Sin embargo, algunos autores reportaron un aumento de estos mismos niveles en el nervio vago (Mac-Lean, 1987) o ninguna variación en los niveles de sustancia P en fibras de la piel en ratas diabéticas 38 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO (Karanth et al., 1990). Además, el transporte de sustancia P se aumenta (Mac-Lean, 1987) o se reduce en el nervio ciático en ratas diabéticas (Tomlison et al., 1989; Calcutt et al., 1990) lo cuál evidencia una anomalía funcional de nervios periféricos en el curso de la diabetes. 2.10. VITAMINAS Las vitaminas son compuestos orgánicos presentes en los alimentos naturales y necesarios en cantidades muy pequeñas para el mantenimiento y la reproducción normal, esto es para mantener la nutrición y la salud. Son esenciales en el metabolismo y necesarios para el crecimiento y, en general, para el buen funcionamiento del organismo. Las vitaminas participan en la formación de hormonas, células sanguíneas, sustancias químicas del sistema nervioso y material genético. Las diversas vitaminas no están relacionadas químicamente y la mayoría de ellas tiene una acción fisiológica distinta. Por lo general actúan como catalizadores, combinándose con las proteínas para crear enzimas metabólicamente activas que a su vez producen importantes reacciones químicas en todo el cuerpo. Sin las vitaminas muchas de estas reacciones tardarían más en producirse o cesarían por completo. Las vitaminas del complejo B son moléculas orgánicas que sirven como coenzimas para reacciones enzimáticas diversas. Estas vitaminas son hidrosolubles, solo se almacenan en una cantidad limitada y se requiere el consumo frecuente para conservar la saturación de los tejidos y por ello deben ser obtenidas por la dieta (Marcus y Coulston , 2001 ). 39 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""!!!MARCO TEÓRICO Dentro de las vitaminas del complejo B se encuentra a la tiamina (81), riboflavina (82). nicotinamida (83), piridoxina (86) y cianocobalamina (81 2). También se encuentra el ácido fálico, ácido pantotenico, ácido paraaminobenzoico, inositol, entre otros (Marcus y Coulston, 2001 ). Los antiguos médicos las administraban para revertir diversas enfermedades neurológicas como beri-beri, anemia aplástica, convulsiones epilépticas, entre otras, por tal motivo comenzó el uso de estas vitaminas y su comercialización a nivel mundial. Hay reportes que muestran que el complejo B tiene actividad antinociceptiva y anti- inflamatoria (Fu et al., 1988; Bartoszyk y Wild, 1989; Wild et al., 1990; Juma et al., 1990) en modelos de dolor inflamatorio y neuropático. Además, estudios en humanos indican que las vitaminas B atenúan o disminuyen diversos dolores agudos e inflamatorios (Denner et al., 1985 ). 2.11. TIAMINA La tiamina o vitamina 8 1 , primer miembro del complejo B, tiene derivados solubles en agua y lipofílicos llamados alitiaminas. La tiamina es una molécula orgánica hidrosoluble que contiene una pirimidina y un núcleo de tiazol enlazados por un puente metileno. La tiamina funciona en el cuerpo en forma de coenzima, el pirofosfato de tiamina (TPP) (Figura 9). 40 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""MARCO TEÓRICO encefalopatía de Wernicke . También causa polineuropatía, acompañada por una degeneración axonal. Por el contrario, dosis altas de tiamina producen bloqueo ganglionar (De Castro, 1965) y supresión de la transmisión del estímulo neuronal (Boissier et al ., 1966). La relación entre la vitamina 8 1 y el sistema nervioso fue la base para utilizar esta vitamina a dosis altas por diversas rutas con el propósito de aliviar el dolor ya que prácticamente carece de acciones farmacológicas a dosis bajas en humanos (Bermond, 1989). 2.11.1. Farmacocinética La absorción de las cantidades habituales de tiamina en la dieta a partir del tubo digestivo (en la porción proximal del intestino delgado) ocurre por medio de transporte activo dependiente de Na+; a concentraciones más altas, la difusión pasiva también es importante (Rindi y Ventura , 1972). La tiamina y sus derivados, que ingresan por vía digestiva natural o por vía parenteral , se depositan rápidamente en el hígado, músculo, cerebro y en menor grado en otros tejidos. Los estudios in vitro con radioactividad marcando la tiamina con 14C indicaron que la tiamina tiene una absorción más grande en el yeyuno, seguido por el duodeno y el ileon. La absorción menor fue encontrada en el estómago y colon (Rindi y Ventura, 1972; Rindi , 1984 ). Su excreción tanto de la vitamina , como de su metabolito activo, se realiza a través de la orina y de las heces. 42 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO 2.12. BENFOTIAMINA Nombre: Fórmula química: Peso molecular: Forma: Solubilidad: NH2 Benfotiamina Figura 10. Estructura de la Benfotiamina. Tabla 3. Características de la benfotiamina. S-benzoi ltiamina-0-monofosfato C19H23N. 0 6PS 466.45 Cristales Disuelve mal en agua, etanol y cloroformo o 11 0-P-o- I OH Tabla elaborada a partir de datos tomados del lndex Merck (2001 ). 43 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!MARCO TEÓRICO La benfotiamina es un análogo lipofílico de la tiamina (tabla 3), contiene un anillo abierto de tiazol que es cerrado por la reducción dentro del organismo produciendo la tiamina fisiológica , es decir una alitiamina que se convierte en coenzima biológicamente activa dentro del organismo (Figura 1 O). Las alitiaminas se diferencian de los derivados solubles en agua de la vitamina 81 por sus características fisicoquímicas y su estructura, específicamente en el anillo abierto de tiazol. Las alitiaminas son convertidas a la tiamina fisiológicamente activa dentro del organismo por el cierre del anillo de tiazol (Loew, 1996). Varios estudios han
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